За Dt газ перемещаетсяиз I-II в I¢-II¢.
Работа силы давления p1:
.
Работа силы давления p2:
.
Работа проталкивания
.
Рис. 11.1
Уравнение баланса энергии
Для 1кг: (11.1)
В дифференциальной форме:
(11.1,а)
Из сопоставления уравнений (11.1,а) и (11.17) следует
(11.2)
или
(11.2,а)
· Теплота, подведенная к газовому потоку, равна алгебраической сумме изменения энтальпии, внешней кинетической энергии газа и совершаемой им технической работы.
· При течении газа располагаемая работа затрачивается на изменение кинетической энергии газа и совершение технической работы.
В турбине (dq=0) ; . (11.3)
В компрессоре (dq=0) . (11.4)
В теплообменном аппарате (ТОА) ()
для горячего теплоносителя ; (11.5)
|
|
для холодного теплоносителя ; (11.6)
= .
В проточной камере сгорания () . (11.7)
При адиабатном течении в канале (dq=0; ) ; (11.8)
или . (11.9)
Сопла и диффузоры: скорость газа в произвольном сечении канала; массовый расход газа; скорость звука; критические параметры; форма каналов сопл и диффузоров; истечение газа через суживающееся сопло; истечение газа через сопло Лаваля; истечение газа с учетом трения; истечение водяного пара.
Сопло – канал, в котором с уменьшением давления скорость газа возрастает.
Диффузор – канал, в котором скорость газа уменьшается, а давление возрастает.
Скорость в произвольном сечении канала
Из уравнения (11.8) при и следует
. (11.10)
Формула (6.10) применима для идеального и реального газов
(скорость газа w определяется с применением sh-диаграммы).
Для идеального газа
, м/с, (11.11)
где p – статическое давление в рассматриваемом сечении.
6.3.2. Массовый расход газа
; ;
, кг/с. (6.12)
Скорость звука
Скорость звука зависит от свойств среды и ее параметров и определяется выражением
.
Дифференцируя уравнение , получим
. Откуда .
Тогда . (11.13)
M=w/c – число Маха.
M<1 – дозвуковое течение, M=1 – звуковое, M>1 – сверхзвуковое.
Критические параметры
Критические параметры – параметры газа при скорости, равной местной скорости звука (M=1), т.е. .
|
|
В соответствии с (6.11) и (6.13) при и
.
С учетом после преобразования получим
; (11.14)
; ;
; . (11.15)
При к =1,4 ; ; ;
; ; .